水利水电工程施工中边坡开挖支护技术的应用分析

王 亮 王 飞 吴高琴

水利水电工程施工中边坡开挖支护技术的应用分析

王 亮 王 飞 吴高琴

（丹江口市宇箭水利电力工程有限责任公司，湖北 十堰 442700）

伴随水利水电事业发展，各类先进技术得以应用，边坡开挖支护技术便是其关键性技术，较好的改善边坡开挖安全性。由于边坡地质环境复杂性，潜在较多失稳风险因素，需科学制定开挖支护方案，并做好开挖支护施工监管，有效降低边坡滑塌风险。本文首先阐述边坡开挖支护技术应用的重要性，详细研究了边坡开挖流程与支护技术，分析了开挖支护施工的重要环节，并对边坡监测做出提出相应要求，以期对边坡开挖支护质量效率提升有所帮助。

水利水电工程；边坡开挖；支护技术；应用

在水利工程实施中，受地质、环境等多重因素影响，边坡开挖的安全性往往难有保障。为此，需要有科学的开挖支护技术作为支撑，要求合理选用支护技术，并制定严格的开挖支护方案，还要求对边坡实施安全监测，确保整体作业安全性，下面将就边坡开挖支护技术予以详述。

1 边坡开挖支护技术应用的重要性

在当前阶段，水利水电作为重点基础设施，其建设规模有很大发展，为经济发展有极大贡献。而由于水利工程环境复杂，边坡开挖条件较为恶劣，需要科学选用开挖支护技术，方可保障水利水电施工安全。当涉及具体水利项目时，需结合实际边坡地质条件，合理制定开挖支护方案，而且在施工进行时要及时作出调整，更好的适应边坡施工需要，提升边坡开挖支护质量[1]。若不采取支护技术，边坡岩体将存在滑塌的可能，要求科学设计开挖尺寸及支护方案，使水利水电施工更为安全有序。

2 边坡开挖支护相关技术要求

2.1 边坡开挖施工流程

2.1.1制定边坡开挖方案

为保障边坡开挖有序性，需在工程实施前完成并论证边坡开挖方案合理性，这对于提升开挖质量很是关键[2]。对水利水电项目而言，需充分考虑边坡开挖潜在风险因素，并做好突发状况应对准备。以岩质边坡为例，在进行开挖方案设计前，需做好边坡地质勘察，合理选用爆破及槽挖技术。要结合实际开挖厚度，合理选择爆破参数，预防边坡超挖的发生。同时，在开挖方案中，还需科学制定施工目标，并约束好边坡开挖各单位任务，使边坡开挖更加有序。

2.1.2技术交底

在边坡开挖具体实施前，严格的技术交底是必须的，需将技术要求、开挖风险、作业内容等加以明确。边坡开挖技术管理人员要担起责任，履行好技术交底要求，提升边坡开挖施工人员对图纸、设备操作及开挖技术的掌握程度。若在技术交底时，发现有技术问题或者建议，需经技术部门验证许可，方可作为技术交底内容加以实施。

2.1.3测量放线工序

要想确保边坡开挖与图纸设计一致性，测量放线是不可少的工序，在具体操作时，应当结合边坡开挖设计图纸，履行好测量放线技术要求，确保边坡测量准确性[3]。同时，边坡开挖的断面也是质量检测的重点，若未达设计要求，需对开挖段予以处置，并及时调整开挖作业流程。

2.1.4洞室、竖井的开挖

在实际工程中，岩质边坡往往是开挖的难点，通常需进行钻爆施工，而且爆破开挖的顺序也应是由上而下。根据岩质边坡特点及开挖要求，有多种爆破开挖方式可供选择，但不论是何种爆破形式，均需要进行洞室、竖井的开挖作业，主要是作为炸药的爆破点。洞室与竖井要想达到设计要求，需要保证开挖合理性，要结合爆破参数，不得出现超挖、欠挖等情况，以免影响爆破开挖的效果。

2.1.5槽挖施工

当涉及到水质岩质边坡时，要想达到更高的开挖质量及效率，关键还是要做好钻爆设计工作。在水利水电具体项目中，边坡岩石结构需作为勘察重点，做好边坡现场考察工作，保证爆破开挖技术选择合理性，并且还要切实做好爆破参数设计工作。相关技术人员，需就爆破参数设计加以审核，及时修整不合理参数，确保达到边坡爆破开挖要求。

2.2 不同边坡条件下的开挖要求

2.2.1土质边坡开挖技术

在进行边坡开挖时，首先需要对边坡土质条件有所掌握，以此来制定具体流程并选择开挖支护技术，土质边坡的开挖需依据由上而下原则，有助于安全、有序边坡施工。土质边坡开挖需借助挖掘机械，要求相关人员熟练操控，使坡层挖掘在规定的厚度范围，以实现更加精确的施工。还应结合边坡状况，可将修坡紧随削坡作业，可显著改善边坡开挖整体效率，也有助于边坡开挖质量提升[4]。不仅如此，水利水电土质边坡开挖，也存在施工风险，需设置专门监管人员，使边坡开挖更为有序和准确，避免出现边坡超挖问题，提升土质边坡开挖效率。

2.2.2岩质边坡开挖技术

在水利水电施工中，岩质边坡也较为多见，同样需掌握岩质边坡开挖技术。当具体操作时，常规开挖不再适用，而是需借助爆破作业，完成岩质边坡开挖任务，常见方式有[5]：一是逐层爆破方式，需要结合边坡岩层厚度，制定科学的爆破计划，相关操作人员需有丰富的爆破经验，使边坡岩层爆破得以有效的控制，提高逐层爆破效率与安全性。二是台阶式分层爆破，在该作业方式中，关键要做好安全防护，爆破挖掘作业过程将更为安全。考虑到岩质边坡开挖工作量大，若不对爆破操作加以控制，将会加大边坡滑坡的风险，所以，在岩质边坡开挖时，要实施专业监管，减少施工失误的发生，切实提升岩质边坡开挖安全性。

2.3 边坡支护相关技术

2.3.1浅层支护技术

在进行边坡开挖支护的过程中，通常需要用到浅层支护技术，涉及到的内容有喷混凝土、排水孔和锚杆束等。当涉及到钻孔工序时，一般需要使用全液压钻机等设备。全液压钻机钻孔技术适用于比较完整的施工平台。在完成排架搭设工作后，通常需要采取一定的造孔措施，一般是在边坡上部孔位开展施工。在进行锚杆束施工时，首先应当从完整岩层入手，采取注浆和插杆措施，针对岩层脆弱部位（易坍塌和破碎等位置），同样需要采取注浆和插杆措施。应当注意注浆措施在前，插杆措施在后，能够明显改善施工效率。当涉及到边坡排水孔钻孔时，需要使用型钻机这种设备，施工单位应当安排专门的工作人员负责维护清理，及时将钻孔杂质清除。在进行滤管安装前，应当保证钻孔达到富水层后，降低施工难度和施工成本。

2.3.2深层支护技术

在进行边坡开挖的过程中，一般需要采取深层支护技术。在使用锚固钻机时，优先考虑轻型设备，起到锚索钻孔的作用。同时需要调整锚索钻孔斜度，一般借助导向仪来实现，能够及时纠正倾斜度和偏差，在钻孔过程中一定要选择合适的钻机型号。当涉及到深层支护施工，使用高压灌浆泵为3SNS时，应当利用溜槽来完成仓锚墩混凝土的措施，提高锚墩混凝土凝结强度，然后在此基础上进行锚索张拉操作。为了更好的控制张拉力，初期张拉力应当达到设计值的百分之九十左右，再通过相应设备来完成对称循环张拉施工，当需要补偿张拉时，应当采取锚索封锚措施。当地质环境十分恶劣时，应当通过灌浆措施来加固坡面，同时借助钢绞线绑扎实现深层次固定，提高钢管导向帽的连接稳定性。

3 边坡开挖支护施工重要环节

3.1 钢筋网设置

在进行水利水电工程施工时，能否保证钢筋网铺设施工质量至关重要，有利于减少对边坡支护结构的破坏。在施工时应当布置一定数量的钢筋网，能够有效解决滑坡和混凝土脱落问题，提高施工的安全性。在实际施工过程中，应当保证钢筋排列形式的合理性，并及时落实技术交底工作，提高施工的规范性，保证施工内容与施工图纸的一致性，有从有效改善施工质量。在铺设钢筋网的过程中，需要注意不同钢筋网的穿插避让。针对钢筋网受力特征、形式和具体尺寸等参数，提前做好防风化措施。

3.2 锚杆施工

在边坡开挖支护中，锚杆支护也较为常用，但在水利水电施工环境下，往往涉及到许多施工因素。支护设计人员，需要结合水利边坡地质条件，分析研究边坡承受力，然后再进行锚杆支护设计。在实际应用中，通常将其制成锚杆挡墙的形式，可起到稳定水利工程边坡的作用，根据其形式不同又分为：一是混凝土装配式的锚杆挡墙，其优势在于边坡支护施工成本低且适用于各类边坡结构；二是格架排桩类型，其主要材质结构也是钢筋混凝土，也有良好支护效果；三是板筋类型，通过进行现浇的方式，应用于边坡开挖支护施工，具有良好使用性能。只有保证锚杆施工质量，才能更好地发挥其边坡支护效果。

3.3 喷射混凝土施工

为实现边坡的高效支护，通常会采用喷射混凝土的方式，能够紧随开挖进行施工，减少开挖坡面暴露时长，并起到强化、支撑作用。出于坡面稳定性考虑，当具体应用喷射混凝土作业时，应当对边坡开挖的放空点予以关注，借助混凝土实现坡面强化，达到安全稳定的支护效果。该技术的应用，可及时覆盖边坡基面，降低其风化的可能，还可有效支撑边坡基面，达到较好支护效果。同时，在喷射作业前，应检查专用机械性能，并对混凝土材质特性予以检测，尤其是喷射混凝土的配比，以使其达到支护要求的凝固时长。相较于常规支护手段，喷射混凝土更加高效，并具备一定的边坡支护效果。

3.4 边坡排水孔施工

在进行边坡开挖支护施工时，也要考虑排水问题，以免因表里水源而妨碍开挖支护质量。边坡土质水分含量的增加，会加大其滑坡风险，为此，在边坡防护施工中，要进行排水孔作业，提供良好的排水渠道。排水孔广泛用于边坡支护，尤其是对于喷射或贴坡混凝土结构，可有效减轻内部水压问题。

4 边坡开挖安全监测

4.1 边坡监测的必要性

随着开挖的继续，边坡形体及内部应力会有所变化，若不加以监测，可能出现失稳滑动问题，威胁边坡施工安全。要知道，边坡监测最终是服务于边坡施工安全的，有助于实时了解边坡围岩与支护受力变化，进而方便进行开挖支护技术调整。借助边坡监测工作，可有效评价边坡稳定性，对后续施工调整很有帮助。若潜在滑坡风险，可通过边坡监测，有效预测其滑坡方向及规模，为后续边坡病害防治提供依据。

4.2 边坡监测设计原理

在实际应用中，边坡监测主要用于不良地质且有较大形变的边坡断面，尤其是对于有裂缝、断层分布的边坡部位。通常待监测断面可根据边坡地质、尺寸差异，有如下划分：一是重要监测断面，其所监测的指标更多，自动化仪表使用也更为普遍；二是次要监测断面，在重要性上较前者有所差距。为保证边坡监测准确性，应有效结合人工巡查与仪器测量，做到边坡状态的实时掌控。

4.3 物探分析

为更好地辅助开挖支护作业，还需进行物探分析工作，可借助声波孔、长观孔等构造，以具体实施物探监测，可有效获取边坡岩体数据，为开挖支护施工提供依据。

5 结束语

综上所述，在实际水利项目中，要针对不同坡段结构特点，合理选用开挖支护技术，提升边坡施工安全性。要明确边坡开挖作业流程，切实做好技术交底、洞室、竖井的开挖、测量放线、槽挖施工等工作，并针对土质或岩质边坡，采取合适的开挖技术。而且在边坡支护施工时，要掌握喷射混凝土、钢筋网铺设、锚杆施工等技术要求，还应做好边坡监测工作，实现安全有序的边坡施工。

[1]田邦成.浅析在水利水电工程施工中边坡开挖支护技术及其有效的应用[J].建材与装饰,2019(27):293-294.

[2]刘黛伟.边坡开挖支护技术在水利水电工程施工中的应用分析[J].水电站机电技术,2020,43(11):175-176.

[3]张峰华.水利水电工程边坡开挖支护施工技术探究[J].工程建设与设计,2020(21):219-221.

[4]许伟,金一凡.水利水电工程施工中边坡开挖支护技术应用价值[J].低碳世界,2020,10(10):46-47.

[5]肖三明.水利水电工程施工中基于边坡开挖支护技术的应用研究[J].砖瓦,2020(05):173-174.

王亮（1986.10- ），男，汉，籍贯：湖北丹江口，职称：工程师，学历：本科，单位：丹江口市宇箭水利电力工程有限责任公司，研究方向，土木工程专业；王飞，（1988.06- ），男，汉，籍贯：湖北丹江口，职称：工程师，学历：本科单位：丹江口市宇箭水利电力工程有限责任公司，研究方向，工业设计专业；吴高琴（1967.06- ），女，汉，籍贯：湖北丹江口，职称：工程师，学历：本科，单位：丹江口市宇箭水利电力工程有限责任公司，研究方向，水利水电工程。

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1007-6344（2021）04-0188-02